Drilling platform sa casins

Underbalanced Drilling – Managed Pressure Drilling Technology Specialist

An Sa ilalim ng baland Ay inilarawan bilang isang proseso ng pagbaba kung saan ang presyon ng ilalim ng pagbubuo ay pinananatili sa ibaba ng presyon, na nagpapahintulot sa pagbubuo ng fluids upang lumipad sa wellbore at sirkulasyon sa ibabaw. Ang pamamaraan na ito ay tinatawag na underbalanced drilling (UBD) o negatibong pressure drilling ‌.

Bilang propesyonal na tagapagbigay ng mga teknolohiya at serbisyo ng produkto, nagbibigay kami ng komprehensibong underbalanced drilling solutions, pagsasama ng mga pangunahing kagamitan tulad ng pag-ikot ng mga aparato ng control at choke manifolds upang tiyak na pamahalaan ang presyon ng bottomhole at mabisang malutas ang mga hamon kabilang na ang mga bintana ng makitid na density at pinsala ng reservoir. Mga bentahe sa teknolohiya: nagpapataas ng mekanikal na rate ng penetration sa pamamagitan ng 40%, nagpapababa ng mga nawala na insidente sa sirkulasyon ng 60%, nagpapanatili ng produktibo ng reservoir, at matagumpay na ginamit sa pagpapaunlad ng mga kumplikadong format tulad ng shale gas at mahigpit na langis.

Mga benepisyo ng Underbalanced Drilling

Ang mga benepisyo sa engineering ng underbalanced drilling ay nagmula sa pagpigil sa nawalang sirkulasyon, pag-iiba ng pagkakaiba-iba, pagpapataas ng rate ng penetration, at pagpapalawak ng drill bit lifespan. Gayunpaman, ang pinakamalaking benepisyo ay natanto sa pagsasaliksik at produksyon: mas maagang pagsisimula ng produksyon, pagtaas ng kapasidad ng produksyon, pinabuting epektibo ng pagbabalik, mas kaunting mga intermediate test, at mas epektibong pagtuklas ng reservoir. Ang pinakamahalagang bentahe ay sa pagtuklas ng reservoir –, ang pag-iwas sa pinsala ng reservoir at tumpak na pagsusuri sa reservoir.

Mga Key Challenges sa Underbalanced Wells

Ang teknolohiya ng underbalanced drilling ay pangunahing naiiba mula sa konvensyonal na overbalanced drilling systems sa dalawang aspeto: ang relasyon ng balanse ng presyon at ang uri ng drilling fluid na ginagamit.

Schematic diagram of the pressure balance relationship in underbalanced well
Balanse ng presyon sa Underbalanced drilling:

Ang layunin ay pangkalahatan upang mapanatili ang isang kontroladong underbalanced state, ibig sabihin na ang epektibong presyon ng kolum ng likido sa loob ng wellbore ay mas mababa kaysa sa presyon ng reservoir. Bilang resulta, ang mga lilipat na likido mula sa reservoir flow controllably sa wellbore at bumalik sa ibabaw. Ang balanse ng presyon ay maaari din sa isang hindi kontrolado na estado, tulad ng kapag ang purong hangin ay ginagamit upang tumagos sa isang mataas na presyon ng langis at gas reservoir.

Drilling fluid and downhole tools for underbalanced drilling
Drilling fluids para sa Underbalanced drilling:

Ang drilling fluid ay maaaring parehong tulad ng sa konvensyonal na pagbubuo, tulad ng isang fluid na nakabase sa tubig o langis. Maaari din itong isang likido na naglalaman ng gas (e. g., isang aerated o foam gas-liquid mixture), isang purong gas (e. g., hangin, natural gas, o gas ng pagkasunog), o isang likido na may solid-phase na mga ahente ng liwanag upang mabawasan ang density ng likido. Ang iba't ibang uri ng mga drilling fluids ay ginagamit upang tumugma sa iba't ibang gradient ng presyon ng pagbuo.

Underbalanced Drilling Injection Equipment

Kasama sa mga karaniwang sistema ng injection para sa underbalanced drilling ang mga compressor ng hangin, boosters, nitrogen generator para sa pagbaba, triplex drilling pumps, at gas-likido mixers.

Air compressor on a white background
Air Compressor

Para sa gas drilling, ang air compressors na ginagamit ay karaniwang isang screw-type compressor na gumuhit ng hangin nang direkta mula sa atmospera at nagbibigay ng pangunahing pressurization.

Booster on a white background
Booster

Para sa gas drilling, ang booster ay karaniwang isang pareprocating piston-type booster na karagdagang pag-compress ang gas na pinindot sa pamamagitan ng air compr. naabot ang mas mataas na presyon.

Nitrogen generator on a white background
Nitrogen Generator for Drilling

Sa gas drilling, ang generator ng nitrogen ay ang pangunahing kagamitan para sa pagbububo ng nitrogen. Ito ay naka-install sa pagitan ng air compressor at ng booster at gumagamit ng teknolohiya ng paghihiwalay ng membrane upang gumawa ng nitrogen.

High-pressure nitrogen generation truck on a white background
High-Pressure Nitrogen Generation Truck

Karaniwang mga pangunahing parameters ng mga trak ng paggawa ng high-pressure nitrogen: gas output: 900 m3 h, 1200 m3 h, at 1800 m3/h, at iba pang kapasidad; purity ng nitrogen: 95% – 99. 5%; presyon ng nitrogen: 20–35 MPa.

Triplex drilling pump on a white background
Triplex Drilling Pump

Triplex drilling pump ay isang three-silinder drilling pump na ginagamit sa balon. Inirerekumenda na gamitin ang isang electric drive pump na may stepless bilis na regulasyon upang payagan ang tiyak na pag-aayos ng drilling fluid injection rate.

Gas-liquid mixer on a white background
Gas-liquid Mixer

Ang gas-likido mixer ay ginagamit sa aerated drilling operations upang makihalo ng gas nang mabilis at uniporme sa drilling fluid, pagkakaroon ng isang pare-parehong gas-likido mixture.

Underbalanced Wellhead & Surface Equipment

Kasama sa underbalanced wellhead at ibabaw na kagamitan ang pag-ikot ng blowout preventer, separator, ignition device, drilling fluid four-phase separator, vacuum degasser, pressurized sampler, atbp.

Rotating blowout preventer on a white background
Pag-ikot ng Blowout Preventer

Ang rotating blowout preventer (RBOP), na tinatawag na rotating control head (RCH), ay maaaring kategorya sa tatlong uri na batay ang paraan ng pag-sealing ng core ng goma: passive sealing, aktibong sealing, at hybrid sealing. Ang unang dalawang uri ay karaniwang ginagamit sa patlang.

Separator on a white background
Separator

Sa panahon ng underbalanced drilling, kapag ang gas ay halo-halong sa drilling fluid, ang libreng gas sa form ng malalaking bubbles ay inalis gamit ang isang separator ng gas-likido.

Ignition device on a white background
Ignition devices

Sa mga underbalanced drilling operations, ang gas na pinaghiwalay mula sa gas-load na drilling fluid sa balon ay inilabas sa pamamagitan ng isang vent line at iningatan at nasunog sa pamamagitan ng isang init na-install na aparato sa dulo ng vent line.

Drilling fluid four-phase separator on a white background
Drilling Fluid Four-Phase Separator.

Maaari itong maghiwalay at proseso ng gas, krudo langis, at pagputol mula sa drilling fluid sa ilalim ng sealed kondisyon, nagsisilbi bilang alternatibo sa mga bukas na sistema tulad ng mga separators ng fluid-gas at tanks ng skimming ng langis.

Vacuum degasser on a white background
Vacuum Degasser

Kapag ang mga maliit na dimeter gas bubbles ay halo-halong sa drilling fluid at invade ang drilling fluid system, na nagdudulot ng gas-invaded drilling fluid, dapat gamitin ang isang vacuum degasser upang alisin ang gas.

Pressurized sampler on a white background
Pressurized Sampler

Ang isang pressurized sampler ay inirerekumenda para sa konvensyonal na mga operasyon sa Underbalanced at isang kinakailangang pagputol ng logging sampling device para sa Underbalanced drie sa sulfur-bearing formations.

Downhole Tools para sa Underbalanced Wells

Karaniwang mga tool para sa mga underbalanced wells kasama ang mga check valves, hangin hammers at percussion drill bits, drill pipe, atbp.

Dahil parehong sa loob ng string ng drill at ang annulus ay naglalaman ng mga compressible two-phase fluids, kapag ang mga ganitong likido ay biglang tumigil sa paglipad, maaaring lumikha ng isang 'vacuum' na mababang presyon na epekto sa loob ng pipeline, na sanhi ng backflow ng likidong column sa drill string. Ang backflow na ito mula sa annulus sa drill string ay madalas sanhi ng bit nozzles na maging bloke, ginagawang imposibleng ipagpatuloy ang sirkulasyon pagkatapos ng pagdaragdag ng isang joint. Upang maiwasan ang backflow na ito, isang check valve ay naka-install sa itaas ng drill bit (minsan dalawa ay ginagamit sa serye para sa idinagdag na kaligtasan).) Karaniwang ginagamit ang check valve kasama ang isang Kelly valve, at pagkatapos ay isang karagdagang set na naka-install bawat 100 hanggang 200 metro kasama ang string ng drill, na may Kellyvalve sa ibaba at ang check valve sa itaas.

Underbalanced well drill pipe system on a white background
Drill pipe dart tyoe check valve on a white background
Drill pipe dart type check valve

Ang isang check valve ay karaniwang isang balbula na naka-load na dart-type check ng spring. Para sa mas madaling pagpasa ng mga instrumento ng survey, ang ilang mga operator ay gumagamit ng isang paruparo na pag-check valve; gayunpaman, sa pagsasanay, ang pagpasa ng mga instrumento ng survey sa pamamagitan ng pag-check butterfly valves ay nangangailangan ng malaking pasensya. Mayroon ding makuha na mga valves ng check na dapat alisin mula sa loob ng pipe ng drill bago tumakbo ng isang instrumento ng survey downhole.

Kelly valve on a white background
Kelly valve

Dapat gamitin ang isang Kelly valve; kung hindi man, ang pagpapatakbo sa isang high-pressure union ay lubos na mapanganib. Inirerekumenda din na mag-install ng hiwalay na Kelly valve sa mas mababang dulo ng Kelly drill pipe. Isinara ang Kelly valve bago maglabas ng bawat koneksyon upang mapanatili ang presyon at maiwasan ang malaking pagkawala ng drilling fluid sa rig sahig, na maaaring epekto sa mga operasyon.

Ang air hammer at percussion drill bit ay mga tools downhole na partikular na disenyo para sa drilling ng hangin. Sila ay umaasa sa pagbabago ng enerhiya ng compression ng high-pressure gas sa enerhiya ng epekto ng hammer upang makamit ang paglabag ng bato sa pamamagitan ng epekto, sa halip na sa pamamagitan ng drill bit weight on bit. Nag-aalok ang mga bentahe ng mataas na rate ng penetration, mahabang buhay ng serbisyo, at mas mahusay na kontrol sa deviation. Ang hammer ng hangin na ginagamit sa oilfield air drilling ay isang center exhaust, valveless, full-bore drilling air hammer. Ito ay karaniwang binubuo ng isang likod na sub, pag-check valve, upuan ng distribusyon, silindro, panlabas na casing, piston, tail pipe, pagpapanatili ng singsing, at drill bit. Ang air hammer drill bits na ginagamit sa drilling ng hangin ay maaaring klase sa mga integral at split types. Sa mga termino ng pagputol ng materyal, maaari silang bahagi sa uri ng tungsten carbide at uri ng diamante. Ayon sa hugis ng cutter edge, maaari silang kategorya bilang uri ng talim, uri ng button, o halo-halong uri ng blade-button. Sa kasalukuyan, ang mga bits ng hangin ng hammer drill ay naglalagay sa petroleum drilling higit sa lahat ng istruktura ng karbide ng tungsten.

Air hammer and percussion drill bit on a white background

Ang drill pipe na ginagamit para sa underbalanced drilling ay isang drill tube na may 18° tapered balikat, disenyo upang mapabilis ang makinis na pagpasa sa pamamagitan ng elemento ng goma ng pag-ikot ng device ng control ng balon. Ito ay mahalaga din upang makinis ang mga burrs mula sa mga tong marka pagkatapos ng bawat solong joint ay konektado, upang matiyak ang pinalawig na buhay ng serbisyo ng elemento ng goma. Kung ang isang top drive system ay ginagamit sa kasama, maaari itong mabawasan ang bilang ng mga nag-iisang magkasamang koneksyon at palawakin ang buhay ng serbisyo ng elemento ng goma. Bagaman ang ilang mga manual ay nagsasabi na ang mga koneksyon ng string ng drill para sa underbalanced drilling ay dapat gumamit ng mga threads ng gas-tight (e. g. Grant Prideco XTM type), sa tunay na operasyon, walang malaking isyu ang naobserbahan kapag gumagamit ng mga tradisyonal na threads. Sa underbalanced drilling, lalo na ang air drilling, ang torque sa drill pipe at ang alitan sa pagitan ng wellbore at ang drill string ay mas malaki kaysa sa konvensyonal na overbalanced drilling, at ang drill string vibration ay mas malubha din. Samakatuwid, ang espesyal na pansin ay dapat magbigay sa tamang disenyo, paggamit, at inspeksyon ng drill string.

Drill pipe with a tapered shoulder